Beratung und Planung für die Energieversorgung in der Industrie

Industrieunternehmen benötigen zuverlässige, wirtschaftliche und sichere Energie zur Versorgung ihrer Prozesse. Da die Versorgung von industriellen Lasten unter extremeren Bedingungen als bei anderen Lastarten stattfindet, ist die Zuverlässigkeit der Versorgung ein entscheidender Faktor. Eine hohe Spannungsqualität muss jederzeit gewährleistet sein. Historisch gewachsene Netzstrukturen führen allerdings häufig zu betrieblichen Problemen. Siemens PTI kann Sie bei der Entwicklung Ihres Industrienetzes in ein effizienteres und robusteres Versorgungssystem unterstützen:

• Einsatz von Betriebsmitteln gemäß gesetzlichen Vorgaben oder Industriestandards
• Ermittlung optimaler Schaltzustände und Fahrweisen
• Schalt- und Schutzgeräte zur Minimierung von Personen- und Anlagenschäden
• Gewährleistung einer angemessenen Spannungsqualität
• Minimierung von Störauswirkungen durch Lichtbögen, Motoranlauf, harmonischer Resonanzen, Flicker und dynamischer Instabilitäten
• Netzoptimierung und Effizienzsteigerung durch zusätzliche Betriebsmittel wie Längs- und Querkompensation, Filter, Eigenerzeugung

Bestimmte Prozessanlagen bringen große Herausforderungen für die Energieversorgung mit sich. Netzqualitätsprobleme wie harmonische Verzerrungen, Schaltstöße und Spannungsüberhöhungen sind vor allem in Industrienetzen häufig ein Thema. Diese können zu Unterbrechungen und Schäden an den Anlagen und damit zu hohen Kosten für den Betreiber führen. Vertrauen Sie bei der Entwicklung der optimalen Lösung für Ihre Energieversorgung auf die Erfahrung von Siemens PTI. Wir bieten unter anderem folgende Leistungen zur Verhinderung von Schäden und Unterbrechungen:

• Entwicklung von risikomindernden Maßnahmen durch Optimierung der Netzstruktur, z.B. Schienen für schmutzige Verbraucher (Netzoptimierung, Auslegung von Oberschwingungsfiltern)
• Spannungsqualitätsanalyse durch Messungen mit hoher Auflösung und automatischer Datenübertragung
• Kontinuierliche Überwachung der harmonischen und transienten Phänomene durch Messungen mit automatischer Datenübertragung
• Entwicklung von Abhilfemaßnahmen, z.B. durch aktive und passive Oberschwingungsfilter, additive Komponenten zur Spannungsregelung

Fehler in elektrischen Netzen sind unvermeidbar. Diese können schwere Schäden an Anlagen, an Geräten oder sogar Personenschäden zur Folge haben. Aus diesem Grund ist die Konzeption eines angemessenen Schutzsystems ein unverzichtbarer und integraler Bestandteil der Netzplanung. Siemens PTI bietet dazu folgende Leistungen an:

• Konzeption des Anlagenschutzes und Definition erforderlicher Schutzfunktionen aller Feldtypen (Motor- und Generatorschutz, Leitungsschutz etc.)
• Schutzkoordination (Netzschutz) zur Optimierung der Selektivität (Überstromzeitschutz, Erdschlussschutz, Distanzschutz, Mitnahme und Verriegelungen) in allen Spannungsebenen
• Schutzeinstellwertberechnungen zur Definition der Kernparameter der Schutzgeräte sowohl für den Netzschutz als auch für den Geräteschutz
• Dimensionierung von Messwandlern gemäß nationalen und internationalen Standards

Der Anschluss leistungsstarker Umrichter wie große Regelantriebe oder Elektrolyse-Gleichrichter erfordert Filterkreise für die Reduktion von Oberschwingungen und Leistungsfaktorkorrektur. In der Prozessautomatisierung spielt die Integration von Funktionen wie Diagnose und Fehlermeldung daher eine wichtige Rolle. Auch zulässige Betriebskriterien müssen definiert werden. Siemens PTI verfügt über detailliertes Fachwissen im Bereich Umrichter und den zugrundeliegenden Prozessen. Um technisch geeignete und kosteneffiziente Lösungen zu finden, bieten wir unter anderem folgende Leistungen an:

• Analyse und Empfehlung von Schutzmaßnahmen und
  -einstellungen
• Auslegung von Oberschwingungsfiltern

Dank der sinkenden Stromgestehungskosten (LCOE) von dezentralen und kleineren Erzeugungseinheiten wird immer mehr Energie lokal erzeugt. Daher werden dezentrale Energiesysteme oder Microgrids zunehmend als ergänzendes Konzept in Versorgungssystemen für die Industrie angesehen. Oft werden Planung und Betrieb dabei von gegenläufigen Faktoren beeinflusst, z.B. Wirtschaftlichkeit, Zuverlässigkeit, Betriebsfähigkeit, Systemreserven, Unabhängigkeit und Nachhaltigkeit. Siemens unterstützt Sie mit folgenden Leistungen:

• Bewertung des Netzanschlusses, Dimensionierung der Eigenerzeugung und Speicherung sowie Analyse des industriellen Versorgungssystems zur Sicherstellung der Belastbarkeit und der Betriebsfähigkeit des Netzes
  
• Entwicklung von Maßnahmen zum Erreichen von optimalen Stromgestehungs- bzw. Versorgungskosten und Netztarifen zur Reduzierung der Gesamtenergiekosten
• Emissionsreduzierung und Verbesserung der CO2-Bilanz
• Technologiestudien oder Studien zur Energiebilanz zur Definition eines optimalen Erzeugerportfolios

Betriebsmittelfehler und Systemausfälle treten häufig auf, sind jedoch manchmal schwer nachzuvollziehen. Mehrfachfehler können fatale Folgen haben und zu unvorhersehbaren Schaltfolgen führen. Zur Klärung der Ursache sind häufig Kenntnisse verschiedene Fachexperten erforderlich, beispielsweise aus den Bereichen Schutztechnik, Isolationskoordination, dynamisches Netzverhalten, Netzbetrieb oder Anlagen verschiedener Lieferanten. Siemens PTI bietet für die Störungsklärung folgende Leistungen an:

• Datensammlung und -überprüfung, darunter ggf. Ortsbesichtigungen, Befragungen, Analyse von Referenzereignissen sowie vor Ort oder im Labor durchgeführte Messungen
• Berücksichtigung der Bedingungen, Ereignisse und Betriebsabläufe nach der Störung sowie Abgleich der offiziellen Aussagen
• Systemmodellierung, um die Störungsursache zu überprüfen, mögliche Risikominderungsmaßnahmen zu validieren und die Zuverlässigkeit des Netzes nachhaltig zu verbessern

Messungen, Entwicklung von Blitzschutz- und Erdungskonzepten, Leistungsbeurteilung der installierten Systeme und entsprechende Störungsanalysen.

DC-Verbindungen auf Verteilungsnetzebene können Kurzschlussströme begrenzen und ermöglichen neue Arten der Spannungsunterstützung und der Verwendung der Reservekapazität.

Modellierung und Analyse von Überspannungen und anderen transienten Erscheinungen sowie von Schaltvorgängen und deren Auswirkungen auf die Netzperformance.

Analyse der durch Energieversorgungssysteme verursachten Beeinflussungen oder sogar Störungen anderer Netze und Systeme sowie Modellierung und Berechnung der elektromagnetischen Felder.

Technische und wirtschaftliche Analyse von KWK-Potentialen sowie Systemintegration und sicherer Netzanschluss.

Dimensionierung von Messwandlern in Umspannwerken und Schaltanlagen, insbesondere von Stromwandlern in gasisolierten Schaltanlagen (GIS).

Optimale Netzanbindung im Hinblick auf Verluste, Netzqualität und Versorgungszuverlässigkeit, einschließlich Auswahl der Verbindungspunkt- und Schaltanlagendimensionierung.

Bewertung der Auswirkungen neuer bzw. neuartiger Lasten und neuen Kundenverhaltens auf den Energiebedarf für optimierte/n Netzdimensionierung und  -betrieb.

Entwicklung und Überprüfung eines Notfallversorgungskonzepts, um die Wiederversorgung bei einem Notfall oder Ausfall zu gewährleisten.

Dimensionierung der Umrichter in Industrienetzen mit Fokus auf die Modellierung von Oberschwingungen.

Bestimmung der erforderlichen Momentan-, Kurzzeit- und Langzeit-Reserveleistung zur Erhaltung der Frequenzstabilität und eines sicheren Netzbetriebs.

Entwicklung von Maßnahmen zur Kostenreduzierung bei gleichzeitiger Sicherstellung der gewünschten Versorgungsqualität durch zuverlässigkeitsorientiertes Asset Management (RCAM).